Landefahrzeug
Die für einen Funktionstest ausgefahrenen Solarmodule eines «InSight»-Landefahrzeugs. | Foto: NASA/JPL-Caltech/Lockheed Martin

Nach 485 Millionen Kilometern

Nasa-Roboter «InSight»: Ein Maulwurf auf dem Mars

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Washington/Berlin (dpa) – Der erste Maulwurf im Weltall war aus Plüsch. Als das Space Shuttle «Endeavour» 2011 zu seinem letzten Flug abhob, hatte der Astronaut Andrew Feustel den «kleinen Maulwurf» des tschechischen Zeichners Zdeněk Miler im Gepäck.

Mehr als sieben Jahre später hat es erneut ein Maulwurf in den Weltraum geschafft. Diesmal besteht er aus einem Hammer, mechanischen Federn und einem Elektromotor. Das Gerät ist am Montag auf dem Mars angekommen – und soll dort so bald wie möglich in das Innere des Planeten vordringen.

Der «Marsmaulwurf», wie ihn die Forscher liebevoll nennen, trägt den offiziellen Namen HP3 («Heat Flow and Physical Properties Package»). Entwickelt wurde das Forschungsinstrument vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Noch befindet sich HP3 an Bord des Landers «InSight» («Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport»), den die US-Raumfahrtbehörde Nasa im Mai auf eine 485 Millionen Kilometer lange Reise zum Mars geschickt hatte. Am Montagabend landete «InSight» erfolgreich auf dem Roten Planeten.

Es war die erste Mars-Landung der Nasa seit «Curiosity» 2012 – ein außerordentlich schwieriges Manöver. Nur rund 40 Prozent aller bisher weltweit gestarteten Mars-Missionen waren der Nasa zufolge erfolgreich. Entsprechend erleichtert reagierten die Wissenschaftler, als «InSight» sein Ziel erreicht hatte. «Was ein wunderbarer Tag für die Nasa», sagte der Chef der US-Raumfahrtbehörde, Jim Bridenstine, der im Kontrollzentrum dabei war. «Es war so intensiv, man konnte die Emotionen fühlen.» Nur Sekunden nach der Landung habe ihm US-Vizepräsident Mike Pence per Telefon gratuliert.

«Die gesamte Mission möchte das Innere des Mars erforschen», erklärt Tilman Spohn vom DLR, der das Experiment HP3 wissenschaftlich leitet. Es gehe darum, mehr über den Aufbau des Planeten und über die Dynamik unter seiner Oberfläche zu erfahren. Der Marsmaulwurf werde dazu beitragen, indem er die Temperaturen und die Leitfähigkeit des Bodens messe. «Jeder Planet ist im Grunde eine Wärmekraftmaschine. Die Abwärme, die so eine Maschine abgibt, ist ein Maß dafür, welche Arbeit der Motor in ihr leistet. Wir messen diese Abwärme und erstellen daraus Rechenmodelle über die Entstehung des Planeten.»

Gelandet ist «InSight» in der Ebene Elysium Planitia nördlich des Mars-Äquators. Es handelt sich um eine Region, die weitgehend eben und frei von größeren Steinen und Felsen ist. Bisherige Mars-Missionen haben dieses Gebiet noch nicht vom Boden aus erkundet. Der noch aktive Nasa-Rover «Curiosity» befindet sich in einer Entfernung von 500 Kilometern – und ist damit noch am nächsten dran. Im Gegensatz zu ihm wird sich «InSight» allerdings nicht bewegen, sondern am Landeplatz verharren.

Sobald alle Systeme des Landers geprüft sind, beginnt im direkten Umfeld die Suche nach einem passenden Standort für den Marsmaulwurf. Ein an «InSight» befestigter Roboterarm wird HP3 dorthin heben. «An der Landestelle rechnen wir mit drei bis sieben Metern lockerem Material im Boden», sagt Matthias Grott vom DLR. Das sei wichtig, weil HP3 auf die Verdrängung von Sand ausgelegt sei. «Wenn wir auf einen großen Stein treffen und nicht weiterkommen, dann ist Schluss.»

Äußerlich erinnert der Marsmaulwurf kein bisschen an seinen tierischen Namensvetter, sondern eher an eine Mini-Rakete: ein 40 Zentimeter langer Stab, der vorne spitz zuläuft. In Teilschritten von jeweils 50 Zentimetern soll er bis in fünf Meter Tiefe vordringen. Ein elektrisch angetriebener, vollautomatischer Hammerschlagmechanismus macht dies möglich. Mit «InSight» ist HP3 über ein Kabel verbunden, damit die Forscher den Wärmefluss im Untergrund dauerhaft messen können. Wenn alles klappt, soll der Maulwurf zwei Jahre lang Daten an die Erde senden.

Neben HP3 wird noch ein weiteres Instrument auf dem Mars zum Einsatz kommen – und auch an ihm haben deutsche Forscher mitgearbeitet. Das DLR und das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen waren an der Entwicklung eines Seismometers beteiligt. Es soll Erschütterungen des Bodens und mögliche Marsbeben messen. Während auf dem Mond bereits langjährige Messreihen durchgeführt werden konnten, ist dies auf dem Mars noch nicht gelungen.

Spohn und seine Kollegen halten die Mission für wichtig, weil sie Rückschlüsse auf unseren eigenen Planeten zulasse. «Als Erdbewohner haben wir dadurch, dass wir die anderen Planeten erforscht haben, festgestellt, wie besonders die Erde ist», sagt Spohn. «Wissenschaft ist zu einem Gutteil Vergleich.» So lasse sich durch die Erkundung der geophysikalischen Prozesse des Wüstenplaneten Mars auch die Entwicklung der Erde besser nachvollziehen.

Die rund 650 Millionen Euro teure «InSight»-Mission hatte eigentlich schon 2016 beginnen sollen. Wegen eines undichten Forschungsinstruments wurde der Start damals jedoch um zwei Jahre verschoben. Das Design des 360 Kilogramm schweren Landers basiert vor allem auf der Raumsonde «Phoenix», die 2008 auf dem Mars landete und einige Monate lang Daten funkte.

Ein Nachfolger für «InSight» steht auch schon in den Startlöchern: 2020 soll der Rover «Mars 2020» auf den Weg gebracht werden, eine Art überarbeitete Version von «Curiosity».